Question

13．氮元素在海洋中的循環(huán)，是整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵．海洋中無(wú)機(jī)氮的循環(huán)過(guò)程可用1圖表示．

（1）海洋中的氮循環(huán)起始于氮的固定，其中屬于固氮作用的一步是②（填圖中數(shù)字序號(hào)）．
（2）下列關(guān)于海洋氮循環(huán)的說(shuō)法正確的是ad（填字母序號(hào)）．
a．海洋中存在游離態(tài)的氮
b．海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化
c．海洋中的反硝化作用一定有氧氣的參與
d．向海洋排放含NO₃^-的廢水會(huì)影響海洋中NH₄⁺的含量
（3）有氧時(shí)，在硝化細(xì)菌作用下，NH₄⁺可實(shí)現(xiàn)過(guò)程④的轉(zhuǎn)化，將過(guò)程④的離子方程式補(bǔ)充完整：
NH₄⁺+5  O₂═2  NO₂^-+H⁺+N₂O+5H₂O
（4）為了避免含氮廢水對(duì)海洋氮循環(huán)系統(tǒng)的影響，需經(jīng)處理后排放．圖2是間接氧化工業(yè)廢水中氨氮（NH₄⁺）的示意圖．
若生成H₂和N₂的物質(zhì)的量之比為3：1，則處理后廢水的pH 將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ安蛔儭被颉皽p小”）．

Answer 1

分析 （1）氮的固定作用是指游離態(tài)氮元素發(fā)生反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素的過(guò)程為固氮作用，即單質(zhì)變化為化合物；
（2）a．海洋中不存在游離態(tài)的氮，氮元素是以化合態(tài)存在；
b．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化；
c．反硝化作用是指將硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾倪^(guò)程．硝化作用是指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過(guò)程．硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過(guò)程．反硝化作用：反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（N₂）或一氧化二氮（N₂O）的過(guò)程；
d．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中硝酸根離子增多，反硝化作用增強(qiáng)；
（3）有氧時(shí)，在硝化細(xì)菌作用下，NH₄⁺可實(shí)現(xiàn)過(guò)程④的轉(zhuǎn)化，生成N₂O、NO₂^-、H⁺和水，結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平書(shū)寫離子方程式得到；
（4）結(jié)合電解池中的電極反應(yīng)和生成H₂和N₂的物質(zhì)的量之比為3：1，依據(jù)電極反應(yīng)中電子守恒計(jì)算溶液中氫離子濃度減小和氫離子濃度增加，判斷溶液PH變化．

解答 解：（1）氮的固定作用是指游離態(tài)氮元素發(fā)生反應(yīng)生成化合態(tài)氮元素的過(guò)程為固氮作用，即單質(zhì)變化為化合物，分析轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知只有反應(yīng)②是氮?dú)獗Ｗo(hù)為銨根離子是固氮作用，
故答案為：②；
（2）a．海洋中不存在游離態(tài)的氮，氮元素是以化合態(tài)存在，主要是硝酸根離子，故a錯(cuò)誤；
b．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知海洋中的氮循環(huán)起始于氮的氧化，大氣氧化生成氧化物，反應(yīng)得到銨根離子最后通過(guò)硝化作用得到硝酸根離子，故b正確；
c．反硝化作用是指將硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)獾倪^(guò)程．硝化作用是指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過(guò)程．硝化細(xì)菌將氨氧化為硝酸的過(guò)程．反硝化作用：反硝化細(xì)菌在缺氧條件下，還原硝酸鹽，釋放出分子態(tài)氮（N₂）或一氧化二氮（N₂O）的過(guò)程，不一定有氧參加，故c錯(cuò)誤；
d．轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中硝酸根離子增多，反硝化作用增強(qiáng)，向海洋排放含NO₃^-的廢水會(huì)影響海洋中NH₄⁺的含量，故d正確；
故答案為：ad；
（3）有氧時(shí)，在硝化細(xì)菌作用下，NH₄⁺可實(shí)現(xiàn)過(guò)程④的轉(zhuǎn)化，生成N₂O、NO₂^-、H⁺和水，氮元素化合價(jià)-3價(jià)變化為+1價(jià)和+3價(jià)，氧元素化合價(jià)0價(jià)變化為-2價(jià)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)20e^-，所以銨根離子前為4，氧氣前為5，NO₂^-前為2，N₂O前為1，結(jié)合電荷守恒得到氫離子前為6，水分子式前為5，配平得到離子方程式為：4NH₄⁺+5O₂═2NO₂^-+6H⁺+N₂O+5H₂O，
故答案為：6，N₂O，5H₂O；
（4）電解池中陽(yáng)極溶液中氯離子在陽(yáng)極失電子生成氯氣，電極反應(yīng)是：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，氯氣具有強(qiáng)氧化性酸性溶液中能氧化銨根離子為氮?dú)獬�去�?Cl₂+2NH₄⁺=N₂+8H⁺+6Cl^-，陰極電極反應(yīng)為：2H⁺+2e^-=H₂↑，若生成n （H₂）：n （N₂）=3：1，電子守恒得到6H⁺～3H₂～6e^-～N₂～3Cl₂～6e^-～8H⁺，陽(yáng)極產(chǎn)生的H⁺比陰極消耗的H⁺多，溶液 PH減小，
故答案為：減�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了含氮元素的物質(zhì)的綜合應(yīng)用，氧化還原反應(yīng)原理和電解池原理的分析，注意轉(zhuǎn)化圖中的信息應(yīng)用，題目難度中等．